Приклад розв’язання задачі.

Визначите тепловий ефект, та зміну ентропії реакції відновлення Fe₃O_4(k) СО, якщо продуктами реакції є FeO та CO₂. Зробіть висновок стосовно теплового ефекту реакції. Користуючись значеннями Н⁰ та S⁰ обчисліть G⁰ реакції. Визначте температуру початку реакції.

Згідно алгоритму:

1. запишемо термохімічне рівняння реакції

Fe₃O_4(k)+CO_(г)= 3FeO_(k)+CO_2(г); -?-?

^{вихідні речовини продукти реакції}

2. для розрахунків ,скористуємось формулами (1), (2);

3. численні значення величин беремо в таблицях “Стандартних термодинамічних величин”, та підставляємо в формулу;

4. зробимо розрахунки:

>0, реакція ендотермічна, йде з поглинанням теплоти.

Користуючись формулою (4) знайдемо в ст. у. (Т=298 К):

, ›0, пряма реакція в ст.у. неможлива.

Для визначення температури початку реакції скористуємось формулою (5)

Методика рішення задач з теми «Розчини. Способи визначення концентрації»

Щоб розв’язати задачи з цієї теми, треба знати способи визначення концентрації розчинів, що вони визначають, в яких одиницях вимірюються.

Формули, для розрахунків концентрації розчинів:

масова частка (долі одиниці) (1);

мольна частка (2);

відсоткова (у відсотках) (3);

молярна (моль/л), , якщо V розчину в мл. (4);

молярна концентрація еквіваленту (моль∙екв/л),

, якщо V розчину в мл. (5);

моляльна (моль/кг), якщоm_р в граммах (6);

тітр (г/см³), (7);

густина (8).

В цих формулах m₁, M, m_e –відповідно маса (г), молярна маса (г/моль), молярна маса еквіваленту (г/моль) речовини, m₂ – маса розчину, m_р – маса (г) розчинника, V – об’єм (л, мл) розчину, - густина розчину (г/см³, або г/мл);- відповідно кількість молів розчиненої речовини розчинника.

Алгоритм розв’язання

1. Визначити умови задачі.

2. Вибрати відповідну з приведених формулу.

3. Підставити в неї дані задачі і зробити розрахунки.

Приклад розв’язання задачі.

Визначити C_%, C_M, C_H, C_m фосфатної кислоти, якщо 18 г H₃PO₄ розчинили у 282 см³ води. Визначити тітр розчину, якщо його =1,031г/см³.

1. Умови задачі m₁=18г, см³, =1,031 г/см³, якщо г/см³ г;m₂=m₁+m₃=18+282=300 г.

2. Згідно формул 3,4,5,6,7,8 зробимо розрахунки:

г/моль, г/моль

З формули (8) мл

моль/л

моль/л

моль/кг

г/см³

Методика рішення задач з теми «Колігативні властивості розчинів»

Щоб розв’язати задачі з цієї теми, треба знати закони Рауля та їх математичний запис.

Для розчинів неелектролітів: електролітів:

(1), (3)

(2); (4)

В цих формулах - зниження температури кристалізації,

- підвищення температури кипіння розчину відповідно неелектроліту та електроліту в порівнянні з чистим розчинником,

К_кр, К_еб –відповідно кріоскопічна і ебуліоскопічна константи розчинника,

m₁, M – маса та молярна маса речовини, m_р – маса розчинника, 1000 – якщо m₁ і m_р в грамах,

i – ізотонічний коефіцієнт.

Користуючись цими формулами можна знайти M, C%, K_еб, К_кр.

Алгоритм розв’язання задач

1. Визначити умови задачі.

2. Вибрати формулу відповідно умови.

3. Підставити в формулу дані задачі та зробити розрахунки.

Приклад розв’язання задачі.

Визначити температуру кристалізації () та кипіння () 15% водного розчину пропанолу С₃Н₇ОН (М=60 г/моль), якщо ⁰, ⁰.

За алгоритмом:

1. Є 15% розчин С₃Н₇ОН, також К_еб., К_кр..

2. Для розв’язання задачі використаємо формули (1) і (2).

3. Підставимо данні в ці формули:

15% розчин – це означає, що в 100 розчину є m₁ - 15 г С₃Н₇ОН і m_р - 85 г Н₂О.

;

;

Методика рішення задач з теми “Розчини сильних та слабких електролітів. Визначення рН розчинів”.

Щоб розв’язати задачи з цієї теми, треба знати закон Оствальда, та його математичний запис для слабких електролітів:

(1)

(2)

та i зв’язані між собою співвідношенням , (3)

де К_Д - константа дисоціації,

С_М – молярна концентрація розчину,

- ступінь дисоціації,

- ізотонічний коефіцієнт,

n - число іонів, утворених при дисоціації молекул електроліту,

(слабкі електроліти мають α<2%, К_Д<10^-5, сильні електроліти мають α>30%, К_Д>10^-2).

Для розв’язання розрахункових задач з визначення характеру реакції розчину користуються формулами:

[H⁺]·[H^-]=10^-14 (5) ;

рН=-lg[H⁺] (6),

якщо рН<7, [H⁺]>10^-7 моль/л – середовище кисле; pH=7, [H⁺]10^-7 моль/л – нейтральне; pH7, [H⁺]10^-7 моль/л – лужне;

рОН=-lg[OH^-] (7);

рН+рОН=14 (8).